Преобразователями напряжения называются устройства, преобразующие напряжение одного уровня в напряжение другого уровня. Для преобразования величины переменного напряжения используются повышающие или понижающие трансформаторы, а для гальванического разделения цепей без изменения величины напряжения – разделительные трансформаторы. Сложнее обстоит дело с преобразованием напряжения постоянного тока в напряжение постоянного или переменного тока другого уровня.
В зависимости от того, какой элемент является накопителем энергии, основные виды преобразователей постоянного напряжения подразделяют на конденсаторные и индуктивные. Для управления работой этих устройств обычно используют внешние задающие генераторы. В ряде случаев накопитель энергии может являться составной частью генератора.
Легко вычислить, что максимальный запас энергии, который может сосредоточить емкостный накопитель энергии, определяется по формуле (СU2)/2, где С – емкость конденсатора, а U – напряжение на нем. Для индуктивных накопителей энергии соответствующая зависимость внешне подобна: (LI2)/2 – где L – величина индуктивности, I – сила тока. Практика показывает, что индуктивные накопители энергии получаются гораздо компактнее и дешевле емкостных при тех же энергетических показателях. Их выгоднее применять для преобразования повышенных мощностей. Для создания компактных преобразователей небольшой мощности, в случае, если необходимо незначительно повысить или понизить напряжение, чаще всего используют конденсаторные преобразователи.
Разновидностей конденсаторных преобразователей напряжения существует довольно много, поэтому ниже рассмотрим наиболее распространенные из них.
Здесь рассмотрим бестрансформаторные преобразователи напряжения, как правило, состоящие из генератора прямоугольных импульсов и умножителя напряжения. Обычно таким образом удается повысить без заметных потерь напряжение не более чем в несколько раз, а также получить на выходе преобразователя напряжение другого знака. Ток нагрузки подобных преобразователей крайне невелик – обычно единицы, реже десятки мА.
Задающий генератор бестрансформаторных преобразователей напряжения может быть выполнен по типовой схеме, базовый элемент 1 которой выполнен на основе симметричного мультивибратора. В качестве примера элементы блока могут иметь следующие параметры: R1=R4=1 кОм; R2=R3=10 кОм; С1=С2=0,01 мкФ. Транзисторы – маломощные, например, КТ315.
Для повышения мощности выходного сигнала использован типовой блок усилителя 2.
